【实景三维重建】实景三维重建相较于传统建模的优势有哪些

近年来，实景三维重建技术得到了广泛的应用，无论是在工程项目上还是科学研究上，我们往往需要对一些现实中的物体、场景进行三维重建。重建的方法不外乎传统的正向建模和逆向建模这两种方法。传统的正向建模方法是根据图纸尺寸来进行建模；逆向建模方法包括三维激光扫描仪法和三维实景建模法。

一、实景三维重建技术的兴起

近年来，三维实景重建技术开始背人们所知，逐渐应用在大型地址调查（三维地形重建）、考古、建筑复原等领域中。

实景三维建模技术也称之为基于图像的三维重建。这项技术能够通过数学方法，并结合相机的一些基本原理，就可以仅仅通过上传百张甚至几十张照片就能得到真是目标物体的三维模型。并且通过这种技术得到的三维模型在空间结构上与真实物体的非常像素，误差在严格的控制下甚至可以达到毫米级，接下来再以此为基础，进一步对模型进行修改完善，z终可以得到精确的数据，满足我们的需求。这种技术属于逆向建模的范畴，这打破了传统的三维模型制作（正向建模）和真实场景复原，提供了一个完全崭新的方法，应用前景广阔。

二、传统建模的缺点

传统建模是建模人员通过平面图作为参考，用三维模型制作软件，根据个人经验从基础的三维几何体开始制作模型，不断调整，z终做出目标形态。这种方式存在许多局限：

1需要花费大量的时间。建模人员需要先读图，了解目标物体的大体结构以及细部结构，然后再根据图纸逐一的机型建模，这往往需要大量的工作时间。

2对建模人员的要求较高。需要建模人员对建模软件非常的熟悉，要想达到一定的水准往往需要有大量的实战经验和刻苦的训练。然而实际中我们需要制作的模型目标包罗万象，有可以结构简单，一些简单的几何体，也有可能结构复杂，比如一个人，一个复杂的曲面，这些不确定的目标类型对于建模人员来说是很大的考验，需要对建模软件全面的熟悉与运用。

3 对于那些没有图纸的模型，只能凭建模人员的主观决定，模型的精细程度就完全得不到保证。因此这三点制约了传统建模快速实现三维模型重建的发展，我们需要找到一种新的跟高级的建模技术。

三、实景三维重建技术的优势

随着计算机运算能力的不断增强以及数字图像处理技术的高速发展，实景三维重建的技术开始进入各行业研究人员的视野，并取得了一系列实用化成果。三维实景建模是基于图像的三维重建，它是从单幅图像或图像序列中反求出物体的三维模型，它是相机拍摄照片的逆过程。虽然一幅图像上仅含二维信息，但是这些二维信息包括多幅图像中共同物体的物理特征及所对应的几何关系，和两幅图像中的视差关系。因此我们可以比较物体某一点在多幅相片中不同的位置，据此来计算该点的三维几何信息。这些二维信息是被拍摄物体本身所具有的。

对于一些大地形，我们为了提高精度，我们需要在地形表面增加一些特殊标识作为辅助点，比如像控点。这有助于计算机更快的更好的分辨和处理这些二维信息。总之就是利用数字相机作为工具，综合运用图像处理技术，数学理论基础从二维图像中提取目标的三维空间信息，z终实现目标的三维重建。这种技术有很大的优点，具体体现在以下四个方面：

1工作量大大减少，通过科学的正确的拍摄方法，能够快速的采集数据信息，然后再室内进行数据处理，可以很快的得到目标的三维模型。

2对建模人员要求不是很高，只要简单的熟悉拍摄技巧，以及数据处理的技巧，数天之内就可以上手。下面我会介绍拍摄技巧和数据处理技巧。

3）定种技术不受拍摄物体的形状玳态和尺寸所限制。

4不需要昂贵的设备，一般情况下只需要普通的数码相机就可以，如果拍摄大地形，大的建筑物，我们可以使用无人机进行数据采集。这些优点很好的弥补了传统建模以及三维激光扫描仪存在的不足，注定了它将是今后三维建模的一个重要发展方向，它的全自动或半自动建模特点和批量处理特点决定了它能够适用于各个行业。

实景三维重建技术已经进入到了实质性的应用阶段，这种技术提供了一种获得高精度三维模型的新方式，但是还有许多地方需要我们去完善，不过我相信随着科学的进步，会出现更智能更高级的实景建模工具，让我们拭目以待吧！

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